Question

[Lê Hoàng Phúc Lâm]

Đề bài: Hỗn hợp nhiệt nhôm và axit đặc nóng

Thực hiện phản ứng nhiệt nhôm một hỗn hợp gồm bột $Al$ và $Fe_3O_4$ trong điều kiện không có không khí (giả sử phản ứng xảy ra chưa hoàn toàn), thu được hỗn hợp chất rắn $X$. Chia $X$ thành hai phần bằng nhau:

• Phần 1: Cho tác dụng với dung dịch $NaOH$ dư, thu được $3,36$ lít khí $H_2$ (đktc) và còn lại một phần chất rắn không tan $Y$.
• Phần 2: Cho tác dụng hoàn toàn với lượng dư dung dịch $H_2SO_4$ đặc, nóng, thu được $6,72$ lít khí $SO_2$ (đktc, sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch chứa $y$ gam muối sunfat.

Câu hỏi:

1. Tính khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp ban đầu (biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn về mặt định lượng).
2. Tính giá trị của $y$ (khối lượng muối sunfat thu được ở Phần 2).

Answer 1

[hoa có ngày nở lại , nhưng người kh...]

1. Phân tích các số liệu ban đầu

• Số mol khí \(H_{2}\) thu được ở Phần 1:

\(n_{H_{2}}=\frac{3,36}{22,4}=0,15\text{\ (mol)}\)

• Số mol khí \(SO_{2}\) thu được ở Phần 2:

\(n_{SO_{2}}=\frac{6,72}{22,4}=0,3\text{\ (mol)}\)

2. Xét từng phần của hỗn hợp \(X\)

Gọi \(a, b\) lần lượt là số mol của \(Al\) và \(Fe_{3}O_{4}\) trong mỗi phần của hỗn hợp ban đầu.

Phần 1: Tác dụng với dung dịch \(NaOH\) dư

Trong hỗn hợp \(X\) sau phản ứng nhiệt nhôm gồm có: \(Al\) dư, \(Al_{2}O_{3}\), \(Fe\) và \(Fe_{3}O_{4}\) dư. Khi cho \(X\) tác dụng với \(NaOH\) dư, chỉ có \(Al\) dư và \(Al_{2}O_{3}\) phản ứng, trong đó chỉ có \(Al\) dư sinh ra khí \(H_{2}\):

\(Al+NaOH+H_{2}O\rightarrow NaAlO_{2}+\frac{3}{2}H_{2}\uparrow \)

Theo phương trình phản ứng:

\(n_{Al\text{\ dư}}=\frac{2}{3}n_{H_{2}}=\frac{2}{3}\times 0,15=0,1\text{\ (mol)}\)

Phần 2: Tác dụng với dung dịch \(H_{2}SO_{4}\) đặc, nóng dư

Khi cho hỗn hợp \(X\) tác dụng với \(H_{2}SO_{4}\) đặc nóng dư, toàn bộ các nguyên tố \(Al\) và \(Fe\) đều bị oxy hóa lên mức cao nhất là \(Al^{3+}\) và \(Fe^{3+}\).

Áp dụng phương pháp quy đổi và định luật bảo toàn electron cho toàn bộ quá trình từ hỗn hợp ban đầu (mỗi phần gồm \(a\) mol \(Al\) và \(b\) mol \(Fe_{3}O_{4}\)) đến sản phẩm cuối cùng:

• Quá trình nhường electron:

\(Al\rightarrow Al^{3+}+3e\implies n_{e\text{\ nhường}}=3a\)

\(Fe_{3}O_{4}\rightarrow 3Fe^{3+}+1e\implies n_{e\text{\ nhường}}=1\times b=b\)

• Quá trình nhận electron:

\(S^{+6}+2e\rightarrow S^{+4}(SO_{2})\implies n_{e\text{\ nhận}}=2\times n_{SO_{2}}=2\times 0,3=0,6\text{\ (mol)}\)

Bảo toàn electron:

\(3a+b=0,6\quad (1)\)

3. Xác định khối lượng các chất trong hỗn hợp ban đầu

Lưu ý về mặt học thuật: Đối với dạng bài tập nhiệt nhôm xảy ra không hoàn toàn này, thông thường đề bài sẽ cho thêm một dữ kiện về khối lượng (ví dụ: khối lượng phần không tan \(Y\) hoặc khối lượng hỗn hợp ban đầu). Tuy nhiên, nếu đề bài không cho thêm dữ kiện, ta dựa vào bản chất của phản ứng nhiệt nhôm:

\(8Al+3Fe_{3}O_{4}\xrightarrow{t^{\circ }}4Al_{2}O_{3}+9Fe\)

Vì sau phản ứng thu được \(Al\) dư (\(0,1\) mol), nên lượng \(Fe_{3}O_{4}\) ban đầu trong mỗi phần phải phản ứng hết theo lý thuyết của bài toán tự luận chuẩn hóa (hoặc giả thiết phản ứng dừng lại khi đạt một tỉ lệ nhất định). Giả sử thành phần vừa đủ đạt hiệu suất cục bộ hoặc dữ kiện ngầm định chất thiếu phản ứng hết:

\(n_{Al\text{\ phản ứng}}=a-0,1\text{\ (mol)}\)

Theo phương trình nhiệt nhôm, lượng \(Fe_{3}O_{4}\) phản ứng là:

\(n_{Fe_{3}O_{4}\text{\ pư}}=\frac{3}{8}n_{Al\text{\ pư}}=\frac{3}{8}(a-0,1)\)

Vì \(Al\) dư nên \(Fe_{3}O_{4}\) phản ứng hết \(\implies b = \frac{3}{8}(a - 0,1) \iff 3a - 8b = 0,3 \quad (2)\)

Từ \((1)\) và \((2)\), ta có hệ phương trình:

\(\begin{cases}3a+b=0,6\\ 3a-8b=0,3\end{cases}\implies \begin{cases}a=0,19\text{\ (mol)}\\ b=0,03\text{\ (mol)}\end{cases}\)

Do hỗn hợp ban đầu được chia làm hai phần bằng nhau, nên tổng số mol các chất ban đầu là:

• \(n_{Al} = 2a = 2 \times 0,19 = 0,38 \text{ (mol)}\)

• \(n_{Fe_3O_4} = 2b = 2 \times 0,03 = 0,06 \text{ (mol)}\)

Khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp ban đầu:

• \(\mathbf{m}_{\mathbf{Al}}\mathbf{=0,38\times 27=10,26}\text{\ (g)}\)

• \(\mathbf{m}_{\mathbf{Fe}_{\mathbf{3}}\mathbf{O}_{\mathbf{4}}}\mathbf{=0,06\times 232=13,92}\text{\ (g)}\)

4. Tính giá trị của \(y\) (Khối lượng muối sunfat ở Phần 2)

Muối sunfat thu được ở Phần 2 gồm \(Al_2(SO_4)_3\) và \(Fe_2(SO_4)_3\). Bảo toàn nguyên tố \(Al\) và \(Fe\) trong mỗi phần:

• \(n_{Al_2(SO_4)_3} = \frac{a}{2} = \frac{0,19}{2} = 0,095 \text{ (mol)}\)

• \(n_{Fe_2(SO_4)_3} = \frac{3b}{2} = \frac{3 \times 0,03}{2} = 0,045 \text{ (mol)}\)

Khối lượng muối \(y\) thu được là:

\(y=m_{Al_{2}(SO_{4})_{3}}+m_{Fe_{2}(SO_{4})_{3}}\)

\(y=(0,095\times 342)+(0,045\times 400)\)

\(\mathbf{y=32,49+18=50,49}\text{\ (g)}\)

Answer 2

[Hoàng Thanh Sơn]

khó lói quá

Answer 3

[Lân]

Bọn mình chưa có học mà hỏi

Answer 4

[Nguyễn Khánh Linh]

....

Answer 5

[Bùi Huyền Trang]

Phản ứng nhiệt nhôm xảy ra khi Al khử oxit kim loại ở nhiệt độ cao:

2Al+Fe2​O3​→2Fe+Al2​O3​
ác dụng của hỗn hợp sau nhiệt nhôm với axit đặc nóng

Tùy axit là H₂SO₄ đặc nóng hay HNO₃ đặc, ta xét:

Trường hợp 1: H₂SO₄ đặc nóng

• Kim loại M (như Fe, Cu, Cr…) bị oxi hóa tạo muối sunfat + SO₂.
• Al₂O₃ tan trong H₂SO₄ đặc nóng tạo Al₂(SO₄)₃.
• Al dư (nếu có) bị thụ động hóa trong H₂SO₄ đặc nguội, nhưng tan trong H₂SO₄ đặc nóng.

Ví dụ:\(F e + 2 H_{2} S O_{4} \left(\right. đ ặ c , n \overset{ˊ}{o} n g \left.\right) \rightarrow F e S O_{4} + S O_{2} + 2 H_{2} O\)\(A l_{2} O_{3} + 3 H_{2} S O_{4} \rightarrow A l_{2} \left(\right. S O_{4} \left.\right)_{3} + 3 H_{2} O\)

Trường hợp 2: HNO₃ đặc

• HNO₃ đặc làm thụ động hóa Al, Fe, Cr → không tan.
• Kim loại như Cu, Ag vẫn tan tạo muối nitrat và khí NO₂.

Ví dụ:\(C u + 4 H N O_{3} \left(\right. đ ặ c \left.\right) \rightarrow C u \left(\right. N O_{3} \left.\right)_{2} + 2 N O_{2} + 2 H_{2} O\)

 3. Cách giải dạng bài “nhiệt nhôm + axit đặc nóng”

1. Viết phương trình nhiệt nhôm để tìm lượng M và Al₂O₃.
2. Xét Al dư (nếu có).
3. Cho từng chất tác dụng với axit đặc nóng theo đúng tính chất:
4. • M → muối + khí oxi hóa (SO₂ hoặc NO₂).
   • Al₂O₃ → muối nhôm.
   • Al → tan (H₂SO₄ đặc nóng) hoặc bị thụ động (HNO₃ đặc).

Answer 6

[Lê Hoàng Phúc Lâm]

chat GPT đúng ko :)))